آماده سازی و شناسایی غشاهای HDPE/EVA ورقی تخت به روش جدایی فاز با القای گرمایی

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تبریز، دانشگاه صنعتی سهند، دانشکده مهندسی شیمی، صندوق پستی 1996-51335

چکیده

با توجه به اینکه بهترین و ساده ­ترین روش برای بهبود غشاهای پلیمری، اصلاح ترکیب آنهاست، در پژوهش حاضر، غشاهای ترکیبی پلی­ اتیلن با چگالی زیاد (HDPE) به همراه اتیلن­ وینیل ­استات (EVA) به روش جدایی فاز با القای گرمایی تهیه شدند. اثروجود EVA بر دمای بلوری شدن HDPE در مجاورت رقیق­ کننده، به کمک گرماسنج پویشی تفاضلی (DSC) شناسایی شد. براساس نتایج DSC، وجودEVA  اثر چندانی بر دمای بلوری شدن HDPE نداشته است. آزمون طیف ­سنجی زیرقرمز تبدیل فوریه (FTIR) نشان داد، غشاهای دارای EVA در محدوده اعداد موجی 1248 و 1749 نیز دارای پیک­ اند که به ترتیب نشان ­دهنده ارتعاش ­های کششی پیوندهای  C-Oو C=O است. درنتیجه، این طیف وجود EVA را تأیید می ­کنند. تراوایی آب غشاهای ترکیبی HDPE/EVA اندازه­ گیری و با غشاهای HDPE خالص مقایسه شد. نتایج نشان می­ دهد، وجودEVA  تا %2.5  وزنی موجب افزایش قابل­ توجه تراوایی آب شده و با افزایش مقدارEVA، ساختار ورقی غشاها متراکم ­تر می­ شود. این موضوع کاهش تراوایی آب را در­پی داشته است. نتایج به ­دست آمده به کمک آزمون تخلخل و  تصاویر میکروسکوپ الکترونی پویشی تأیید شد. نتایج اندازه­ گیری زاویه تماس آب و میکروسکوپی نیروی اتمی و مقدار جذب ایستای پروتئین کلاژن روی سطح غشاها نشان داد، وجود EVA تا %5 وزنی موجب کاهش آبگریزی غشاهای ترکیبی شده است. با افزایش EVA تا %10 وزنی به دلیل تغییرات ایجاد شده در شکل­ شناسی سطح، زاویه تماس آب و مقدار جذب کلاژن روی سطوح غشا افزایش یافته است. استحکام کششی غشاها نیز نشان داد، با افزایش نسبت وزنی EVA، استحکام غشاها به علت برهم ­کنش بین گروه­ های قطبی EVA بهبود می­ یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Preparation and Characterization of HDPE/EVA Flat Sheet Membranes by Thermally Induced Phase Separation Method

نویسندگان [English]

  • Zahra Shoeyb
  • Reza Yegani
  • Elham Shokri
Faculty of Chemical Engineering, Sahand University of Technology, P.O. Box: 51335-1996, Tabriz, Iran
چکیده [English]

The adjustment of material composition in fabrication of modified polymeric membrane has been considered the most efficient and easiest method. For this purpose blended membranes of high density polyethylene (HDPE)–ethylene vinyl acetate (EVA) were prepared by thermally induced phase separation method. The impact of EVA in the presence of diluent on the crystalization temperature was assessed using differential scanning calorimetry (DSC). The obtained results showed that EVA has no significant effect on the crystalization temperature of HDPE. The absorption frequencies at 1248 and 1749 cm-1, respectively, due to C-O and C=O streching vibrations of EVA functional groups, confirmed the existence of EVA in HDPE membrane. The pure water permeability of HDPE/EVA blend was measured and compared with that of neat HDPE membrane. The results showed that an EVA content up to 2.5 wt% raised water permeability considerably and the leafy structure of the membranes contracted and the pure water permeation dropped with higher EVA content. The results of porosity measurement and scanning electronic microscopic (SEM) analysis also confirmed these findings. Contact angel measurements and atomic force microscopy (AFM) examinations and static absorption of collagen protein on the membrane surfaces revealed that EVA content up to 5 wt% lowered the hydrophobicity of the membrane. By EVA content above 10 wt%, due to the structural alteration on the membrane surface, the contact angel and the collagen absorption on the surface of membrane increased. The measurement of tensile strength showed that with increasing EVA content the mechanical properties of the membranes improved due to interactions of polar groups in EVA.

کلیدواژه‌ها [English]

  • High Density Polyethylene
  • ethylene vinyl acetate
  • flat sheet membranes
  • thermally induced phase separation
  • water permeability